【转载】GAMS中文使用手册连载01

huashi3483

写在前面的话
' H$ G! r6 Y! G: R# G
在学习和工作之余写点东西，这种想法由来已久了。只是总是觉得很忙，抽不出时间做一点点自己喜欢做的事情。突然有一天发现，你必须牺牲某些东西才能得到某些东西。所以，就索性写上几句话聊以**吧。
9 y  m' p2 R( b  E最开始，只想翻译一下GAMS的用户手册。但是又觉得这样写很枯燥，不光读者不喜欢看，连自己也要打瞌睡了。如果想催眠的话，还不如去听评书。但是本书还是以解释GAMS的用法为主。中间夹杂着一些自己做modelling 的体验，还可能还有一些毫不相关的东西。可能有很多错误，请读者们原谅。想学习GAMS的同学，想必一定是数学，运筹学或计算机相关专业的了。让大家失望了，其实我的专业是chemical engineering, 本科时候做的是量子化学。阴差阳错上了贼船。但是觉得自己用了这么多年了，总该有点体会，能过帮帮大家。
$ N: I0 l% \4 K- Y  G- C/ J2 F$ a
5 i7 E* ~# e4 j1 X/ Y* M3 D进入正题之前，还想啰嗦几句题外的话。
能看到这篇文字的同学，恐怕大多数是在灯下苦读的学子。实际上学习某种工具并不重要。真正要学习的是知识，是思维的方法。就像很多计算机系的学生一样，把数据结构和算法精通了，任何工具都是一样的。所以，你用GAMS或者不用GAMS，都没有关系，要把握事物的本质，最关键的东西抓住了，任何语言就是一种输入法。另外，学习一定要有兴趣，要认识到他的beauty，不要把什么都换算**民币，那样你会觉得很累。除了，coding 以外，还要博览群书，文史哲，拿来翻翻，就当休息了。
1 O0 d$ }% G& ]8 @# O3 X最后，男子汉们，别忘了，谈一场轰轰烈烈的恋爱！！


* S4 N, c" U# b& F% ~3 b
1 ^; D* S2 W! r& `  O
# W' h) ?" _, u0 P/ U& [+ l, w2 k

第一章，基本概况
/ X$ @- F  S, q
' ]& L0 \  r! Y0 Y. Y0 G; b6 TGAMS是一种非常简单易学的运筹学建模语言 (www.gams.com），是由WORLD BANK 开发的。由于近几十年计算机软硬件的的高速发展，世界银行决定投资开发GAMS, 来提供：
1． 建立复杂模型的高级语言
5 D+ E5 [! h7 y8 V8 x3 _% v7 K2． 简单易学
: k  ]( C: {) \. y  B3． 强大的描述代数及逻辑关系
0 x# Y0 ]+ P3 r5 S! ]. `, @0 ~7 k4． 模型可以独立于算法系统
GAMS 可以让使用者专心致力于模型的建立而省略了解法方面的考虑因为GAMS包含了解决通用的LP,NLP，MILP，MINLP等各类模型所需要的solver. 另外，GAMS提供了和外界进行交互的输入输出借口。使得用户很方便的导入导出data。
下面当然是tutorial了，就想学习任何一种编程语言一样，最开始都要学习输出 hello world. 我们这里当然要复杂一点了，举一个最简单的例子，运输问题.
8 z6 E, i' t* g) D$ g5 q这是一个经典的LP问题（不用解释什么是LP吧，呵呵）
用点英语，呵呵，
! X+ X$ x& x- q' v2 zIn the familiar transportation problem, we are given the supplies at several plants and the demands at several markets for a single commodity, and we are given the unit costs of shipping the commodity from plants to markets. The economic question is: how much shipment should there be between each plant and each market so as to minimize total transport cost?
9 I) i! `7 N4 Q, Q. a* c! X1 @就是说，我们已知有一些工厂，生产出的产品要运往一些市场来满足他们的需求，每一个工厂的生产能力（每个工厂能提供产品的数量）以及每个市场的需求（每个市场需要产品的数量）是已知的。另外，我们还知道从特定的工厂到特定的市场，运输一件产品的运费。那么我们怎么样设计从每个工厂到每个市场运送货物的数量，使得总运费最小？
Indices:
* [; b+ A: o1 h" vi = plants
- p( \$ H# G* L4 f) p7 |# [j = markets
Given Data:
ai = supply of commodity of plant i (in cases)
bj = demand for commodity at market j (cases)
cij = cost per unit shipment between plant i and market j ($/case)
4 p, @( O5 P8 g, y& zDecision Variables:
. y4 Z6 P' h2 l7 }Xij = amount of commodity to ship from plant i to market j
在这里唯一的连续变量是Xi,j,
5 {* `1 y1 B) R5 }模型就不用我说了吧。。。。

4 j  N  X/ Z5 `$ [1 f1 i, N% l这是一个典型的线性规划问题，他的GAMS code is
; g; x2 i; }0 z$ w8 _
Sets
+ V+ t) ?  j. o2 B; e+ w; y+ Ni canning plants / seattle, san-diego /
j markets / new-york, chicago, topeka / ;
# u4 n' j6 t* R' f1 {6 {6 t9 Z9 B. IParameters
# ]& L$ d7 D  `# va(i) capacity of plant i in cases
/ seattle 350
san-diego 600 /
b(j) demand at market j in cases
  g, }- J% _4 b% y/ new-york 325
chicago 300
) E$ `/ D7 c" |- Jtopeka 275 / ;
& k0 u4 G3 ?) sTable d(i,j) distance in thousands of miles
6 r$ N3 T! E6 l) S) s) anew-york chicago topeka
seattle 2.5 1.7 1.8
6 o: \7 k- a- \4 w4 Tsan-diego 2.5 1.8 1.4 ;
1 M! [5 V1 u" t+ a' e7 {Scalar f freight in dollars per case per thousand miles /90/ ;
Parameter c(i,j) transport cost in thousands of dollars per case ;
0 d. W# b3 T+ j. |9 Kc(i,j) = f * d(i,j) / 1000 ;
Variables
x(i,j) shipment quantities in cases
z total transportation costs in thousands of dollars ;
4 V, @" F8 @' J& H1 bPositive Variable x ;
  _/ ^% A+ U# N8 sEquations
cost define objective function
supply(i) observe supply limit at plant i
7 P; o. [  H( Ddemand(j) satisfy demand at market j ;
cost .. z =e= sum((i,j), c(i,j)*x(i,j)) ;
+ ~6 P% ~( s2 V4 }supply(i) .. sum(j, x(i,j)) =l= a(i) ;
demand(j) .. sum(i, x(i,j)) =g= b(j) ;
% M$ O% I( \+ EModel transport /all/ ;
3 ]7 `$ s. _! s2 RSolve transport using lp minimizing z ;
. G8 s" A- J9 T7 V, B- TDisplay x.l, x.m ;
. y, W! d; q! S这是一个非常典型的LP（linear programming)问题,所有的变量和约束都是线性相关的。

fanghzou

无人回复呀，版主，我也是化学工程，我觉得一般看这个的还是都是做石油化工的比较多吧。希望和版主交流一下，不知可否。

历史的哭泣

谢谢群主，我经常在这个数学中国上看到你，我是学习软件工程的，但是很喜欢数学，2010年参加数学建模竞赛，现在搞密码学，还是天天跟数学打交道，以前用matlab，不知道gams跟matlab有什么区别？群主能说一下嘛？

peterjiao

楼主写的很是贴切啊，实践出真知，俺也在学习gams

constancemoon

菜鸟级人物入门GAMS，觉得国内GAMS资源太少了！！！！

shenjun130

感谢楼主，正在一点一点学习

随墨枫飞

嗯， 非常受教，但是一个人学，有难度的哦，请各位大侠讨论！！

LYJA

very good, thank you very much!
5 {, l  l8 l/ S" r2 W% z7 O

闲水闲云

谢谢无私分享！感恩！